GNSS接收机时间欺骗方法、装置、电子设备及介质与流程

本申请涉及电子对抗，尤其涉及一种gnss接收机时间欺骗方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)以人造地球卫星为导航台，可实现全天候、高精度的导航定位、定速、授时等，在交通管理、运动载体控制、大地测绘、航海、航天、武器装备等领域发挥了重要的作用。在电子对抗领域，对gnss的欺骗干扰技术也成为了研究热点。目前针对于gnss接收机主要的欺骗干扰技术可分为三类，分别是生成式欺骗干扰技术、转发式欺骗干扰技术及压制式干扰技术。其中，生成式欺骗干扰技术指通过发射与gnss系统信号体制相同、相位及信息等高度相近的信号，利用一定的功率优势，使gnss接收机将其误认为真实的卫星导航信号并对其捕获跟踪，从而实现对gnss接收机定位定时的有效控制。通常，相较于传统的以功率覆盖为主的非相干干扰，即压制式干扰，生成式欺骗干扰更为隐蔽，且具有设备规模小、干扰效率高等优势。

2、通常情况下，欺骗干扰技术只关注对目标接收机定位结果的欺骗效果，对定时欺骗的定量控制被忽略；且在对目标进行定位欺骗的同时，对目标接收机的定时干扰常常被捆绑在一起，且时间偏移的大小不能类似定位欺骗结果得到定量控制，当前尚未发展对目标单独进行时间欺骗干扰的技术。

3、但对于授时型接收机或者时间同步系统而言，这类gnss终端的位置往往已知或保持静止，为避免被目标接收机检测到欺骗干扰，需要保持目标接收机的定位结果不受欺骗干扰的影响；发展有效的干扰技术单独诱偏其定时结果，并实现对诱偏结果的定量控制，对干扰此类目标的工作效能是十分必要的；同时，发展gnss接收机时间欺骗技术对于在诸如破坏组网系统的协同作业、时间同步系统的授时及传递等特定场景下实现欺骗干扰其授时结果具有重要意义。

技术实现思路

1、基于以上技术问题，本申请提出一种gnss接收机时间欺骗方法、装置、电子设备及介质，在不影响gnss接收机正常定位的前提下，实现了单独对时间的进行欺骗，解决了现有技术中不能单独欺骗目标接收机的定时结果的问题，并实现了对定时欺骗效果定量的控制。

2、第一方面，本申请提出一种gnss接收机时间欺骗方法，包括：

3、获取目标接收机位置；

4、基于所述目标接收机位置确定目标接收机与各可视卫星之间的伪距观测量；

5、分解所述伪距观测量，得到伪距观测量分解式；

6、根据预达到的时间欺骗偏移量，计算对应的伪距变化量；

7、在获取目标接收机跟踪环路的主导权后，通过在所述伪距观测量分解式中的所有伪距观测量上叠加相同的伪距变化量，完成对目标接收机的时间欺骗。

8、所述分解所述伪距观测量，得到伪距观测量分解式，计算式如下：

9、

10、其中，(xi,yi,zi)为可视卫星的坐标，δti为可视卫星i的钟差，ρi为伪距观测量，ri为可视卫星与目标接收机间的几何距离，x＝(xu，yu，zu)t为目标接收机位置坐标，δtu为目标接收机钟差，u为目标接收机，c为光速。

11、所述根据预达到的时间欺骗偏移量，计算对应的伪距变化量，计算式如下：

12、δρ＝δt·c

13、其中，δρ为伪距变化量，δt为预达到的时间欺骗偏移量，c为光速。

14、所述伪距变化量的符号根据时间欺骗牵引方向确定，包括：

15、若欲使目标接收机的授时结果逐渐超前于真实时间，则所述伪距变化量的符号为负；若欲使目标接收机授时结果逐渐滞后于真实时间，则所述伪距变化量的符号为正。

16、所述在所述伪距观测量分解式中的所有伪距观测量上叠加相同的伪距变化量，完成对接收机的时间欺骗，计算式如下：

17、ρ′i＝ρi+δρ＝ri+c(δtu+δti+δt)＝ri+c(δt′u+δti)

18、δt′u＝δtu+δt

19、其中，δti为可视卫星i的钟差，ρi为伪距观测量，ri为可视卫星与目标接收机间的几何距离，δtu为目标接收机钟差，u为目标接收机，c为光速，δρ为伪距变化量，δt为预达到的时间欺骗偏移量，ρ′i为叠加后的伪距观测量，δt′u目标接收机欺骗完成后将达到的接收机钟差值。

20、所述伪距变化量δρ小于或等于10000km；所述预达到的时间欺骗偏移量小于或等于30ms。

21、所述伪距观测量的牵引速率小于150m；所述伪距观测量对应的时间牵引的速率小于500ns/s。

22、第二方面，本申请提出一种gnss接收机时间欺骗装置，包括：

23、位置获取模块，用于获取目标接收机位置；

24、伪距观测量计算模块，用于基于所述目标接收机位置确定目标接收机与各可视卫星之间的伪距观测量；

25、伪距观测量分解模块，用于分解所述伪距观测量，得到伪距观测量分解式；

26、伪距变化量计算模块，用于根据预达到的时间欺骗偏移量，计算对应的伪距变化量；

27、时间欺骗模块，用于在获取目标接收机跟踪环路的主导权后，通过在所述伪距观测量分解式中的所有伪距观测量上叠加相同的伪距变化量，完成对接收机的时间欺骗。

28、第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的gnss接收机时间欺骗方法的步骤。

29、第四方面，本申请实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机存储介质，所述程序代码使所述处理器执行第一方面所述的gnss接收机时间欺骗方法。

30、本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

31、本申请提出一种gnss接收机时间欺骗方法、装置、电子设备及存储介质，只诱偏目标接收机定时结果、不影响其正常定位，提供了明确的理论依据和具体的实施途径。填补了目前欺骗干扰技术研究中只关注对目标接收机定位结果的欺骗效果，无法单独实施对时间的欺骗，且对定时的欺骗缺乏定量控制的空白。

32、本申请的方法能够有效且隐蔽地逐步诱偏目标接收机的授时结果，并明确指出了牵引速率、欺骗限值(即伪距变化量以及时间欺骗偏移量的范围)的建议值，具有实际指导意义。

33、本申请的方法可对诸如授时型接收机、时间同步系统等实施有效的欺骗干扰，单独诱偏其授时结果，可破坏组网系统的协同作业，有效降低此类目标的工作效能，对特定场景下欺骗干扰目标的授时具有重要意义。

技术特征：

1.一种gnss接收机时间欺骗方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的gnss接收机时间欺骗方法，其特征在于，所述分解所述伪距观测量，得到伪距观测量分解式，计算式如下：

3.根据权利要求1所述的gnss接收机时间欺骗方法，其特征在于，所述根据预达到的时间欺骗偏移量，计算对应的伪距变化量，计算式如下：

4.根据权利要求3所述的gnss接收机时间欺骗方法，其特征在于，所述伪距变化量的符号根据时间欺骗牵引方向确定，包括：

5.根据权利要求1所述的gnss接收机时间欺骗方法，其特征在于，所述在所述伪距观测量分解式中的所有伪距观测量上叠加相同的伪距变化量，完成对接收机的时间欺骗，计算式如下：

6.根据权利要求3～5任一项所述的gnss接收机时间欺骗方法，其特征在于，所述伪距变化量δρ小于或等于10000km；所述预达到的时间欺骗偏移量小于或等于30ms。

7.根据权利要求5所述的gnss接收机时间欺骗方法，其特征在于，所述伪距观测量的牵引速率小于150m；所述伪距观测量对应的时间牵引的速率小于500ns/s。

8.一种gnss接收机时间欺骗装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述权利要求1～7任一项所述的gnss接收机时间欺骗方法的步骤。

10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机存储介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1～7任一项所述的gnss接收机时间欺骗方法。

技术总结
本申请公开了一种GNSS接收机时间欺骗方法、装置、电子设备及存储介质，属于电子对抗技术领域，所述方法包括：获取目标接收机位置；基于所述目标接收机位置确定目标接收机与各可视卫星之间的伪距观测量；分解所述伪距观测量，得到伪距观测量分解式；根据预达到的时间欺骗偏移量，计算对应的伪距变化量；在获取目标接收机跟踪环路的主导权后，通过在所述伪距观测量分解式中的所有伪距观测量上叠加相同的伪距变化量，完成对目标接收机的时间欺骗。所述装置包括：位置获取模块、伪距观测量计算模块、伪距观测量分解模块、伪距变化量计算模块以及时间欺骗模块。本申请在使目标接收机定位结果保持真实的同时，实现对其定时欺骗效果的定量控制。

技术研发人员：杨慧君,郭慧杰,王淑伟,程燕,陈德好,李丹丹,易航,王学运
受保护的技术使用者：北京无线电计量测试研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12